Главная Промышленная автоматика.

Магнитио-вентильный преобразователь. Магнитно-вентиль-иый преобразователь может быть представлен инерционным звеном с передаточной функцией

где ки - коэффициент усиления по напряжению магнитно-вентильного преобразователя; Гу - постоянная времени обмоткн управления. Если в магнитном усилителе работают одновременно несколько обмоток управления, то 7"j- будет представлять собой сумму постоянных времени нескольких одновременно работающих обмоток управления. Следует иметь в виду, что величина постоянной времени каждой обмотки управления может не равняться каталожному значению Гу.,; в том случае, если в цепь обмотки включено добавочное сопротивление /?доб- При этом

Ту=-\-. (4-4)

Приведенная в каталоге постоянная времени Ту,, относится к линейной части характеристики £о=/(/у). Прн расчете переходных процессов, соответствующих режиму работы не на линейной части характеристики, необходимо произвести пересчет каталожной постоянной времени методом, изложенным в § 2.6. Там же приводится метод расчета коэффициента усиления нагиитно-вентильного преобразователя *:„, который также зависит от сопротивления, включенного в цепь управлення. и нелинейности характеристики £о=/(/у).

Промежуточные усилители. В качестве промежуточных усилителей в системах управлення используются электронные, полупроводниковые и магнитные усилители. Электронный либо полупроводниковый усилитель представляет собой безынерционное звено, передаточная функция которого имеет вид

Ky = ku,

где ки - коэффициент уснлення усилителя по напряжению.

Магнитный усилитель рассматривается как инерционное звено, имеющее передаточную функцию

-та--

где Ту - постоянная времени цепи управления.

Постоянная времени может быть определена по каталогу для каждой обмотки управлення. В формулу (4.5) подставляется постоянная времени, равная сумме постоянных времени всех действующих обмоток управления.

Если в цепь обмотки управления включено добавочное сопротивление /?доб, то постоянная времени пересчитывается по формуле (4.4). Постоянная времени магнитного усилителя может быть значительно снижена, если его рабочие обмотки питать напряжением высокой частоты. Если в каталоге постоянная времени магнитного усилителя не приводится, то она может быть определена по формуле, применимой для магнитных усилителей с самонасышением:

1 / ft, Rb щ

е /-Гу, Rb-

Шу, Шр-

/ и /у

частота напряжения питания; сопротивления цепи управлення и нагрузки; - число витков обмоток управлення и рабочей; дннамическин коэффициент усиления по току, определяемый по характеристике вход - выход (см. §3.11):

-ток в цепи нагрузки и обмотке управления;

R„

йр - с

- сопротивление рабочей обмотки. Корректирующие звенья. Корректирующие звенья используются для формирования необходимых динамических свойств системы автоматического регулирования. В зависимости от схемы включения корректирующие устройства делят на последовательные и параллельные. В первом случае корректирующие устройства включаются в цепь основного воздействия (рис. 4.2, д) и образуют последовательную цепь с неизменяемой частью схемы Кп{р). Во втором случае корректирующее устройство Кс{р) включается в цепь гибкой обратной связи Лг,хв(р), о.хватывающей одно нли несколько звеньев снстемы (рис. 4.2, е). Возможно комбинированное включение последовательных и параллельных корректирующих устройств.



Корректирующие устройства выполняются в виде пассивны.х контуров, не имеющих внутреннн.х источников энергии, либо в виде активных элементов, содержащих внутренние источники энергии.

Передаточные функции, схемы и динамические характеристики некоторых корректирующих устройств приведены в табл. 4.1. Пассивные корректирующие устройства: 1,2 - емкостные дифференцирующие контуры; 3 - интегрирующий контур; 4 - инте-гро-дифференцирующип контур; 5 - дифференцирующий трансформатор; 6 - двухзвенный дифференцирующий контур. В качестве активного корректирующего устройства (лозицня 7) пред-став.тен реальный дифференцирующий контур (форсирующее звено). Более подробная таблица корректирующих устройств приводится в работе [46].

2. Операторные уравиения и передаточные функции систем

При построении структурной схемы заданной системы автоматического управления электроприводом следует прежде всего выделить цепь основного воздействия (чаще всего задающего). При построении этой цепн все физические элементы представляются в виде динамических звеньев, характеризуемых передаточными функциями и расположенных в надлежащей последовательности, намечаются узлы суммирования, точки съема сигналов обратных связей и точка приложения возмущающего воздействия I и затем строятся цепи обратных связен, включаюгцие требуемые ж динамические звенья. Если необходимая для построения цепиЖ обратной связи точка съема сигнала в цепи основного воздей-W ствия отсутствует, она создается искусственно.

Порядок построения структурной схемы покажем на примере схемы электромащинного управления с отрицательной обратной связью по напряжению и положительной по току, изображенной на рис. 2.1, с. Динамическими звеньями цепи основного воздействия являются усилитель ПУ, электромащинный усилитель ЭМУ н двигатель Д. Эти динамические звенья изображены на структурной схеме рис. 4.3, о.

Передаточная функция усилителя ПУ, имеющего коэффициент усиления Ру, •

Узел / представляет собой структуру Э.МУ, описываемую операторным уравнением (4.3), а узел - структуру двигателя, соответствуюгцую уравнению (4.2). Схема содержит четыре обратные связи: внутреннюю отрицательную обратную связь ЭМУ по току главной цепи; виещнюю положительную обратную связь

по току; жесткую отрицательную обратную связь по напряжению и гибкую отрицательную обратную связь по напряжению.

Для построения структуры первых двух обратных связей необходимо преобразовать э. д. с. двигателя е (точка съема снгиа-а

лу ЭМУ

-\Сс/! Л) I

~ Tff„----

,к.,

игр л.

1 BJf-Bsi

\lcfl.

Гз с„{!-Щ~~ IRf-----------"

Кс ----ffcr - -1(сод --п

I Ifi

Узел IV

Рнс 4.3. Спосибы изображения структурпои схемы системы регулирования, приведенной на рис. 2.1. а.

ла D) б ток главной цепи / (узел /). Из уравнения движения (4.1) видно, что для получения тока г нужно э. д. с. е умножить на передаточную функцию



Схема корректирующей цеги

Перелаточиан

Я, С

«(P) =

ao.cTtP

Л(0)=0; Л(со)=а„

1+Г,Р

=90°-arctg Ttin; r, = (R,+R.)C; Ts R,C=u„,7-,


1+T,p

= arctg 1,0) -arctg T,o); fcr, RiR,

T,=R,C; T,=

R,+/?2 R,+R.


l+7-,p /<(0) = 1; A-(oo),

i+r,p

n=RX-.

T,= (R,+R:)C-. (p((iiiarctg Гго-arctg

- А=Т,ТгР+(Т,+Т,)р+[:

KiO)=0: K(oo) = i: r,=R.G; T,=R,C,

A мплнтудио-фазо -вая яаражтернстнка



Переходная характеристика


J. л

а;=о> (0=0



jQ(w)






0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 [50] 51 52 53 54 55

0.0035